[发明专利]一种用于空间光通信的光路对准方法

说明书

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种用于空间光通信的光路对准方法，包括：分别调整待对准准直光路光斑和探测器探头端待扫描二维区域的位置，使得光斑投射在待扫描二维区域内；控制探头扫描二维区域，并在扫描过程中实时同步探测当前扫描点的光功率值以及将该光功率值与光通信功率阈值对比，当该光功率值或者包括该光功率值的连续相邻多个光功率值大于光通信功率阈值时，停止扫描，实现光路对准，否则继续扫描，直至达到扫描终止条件。本发明通过扫描方式实时获取扫描过程中各离散扫描点的光功率值，基于功率阈值实现光路对准，适用于各种不同类型光源光路，避免了现有光路对准方法需要CCD成像等带来的对准系统复杂、成本高、对准耗时等的问题。

技术领域

本发明属于无线通信领域，更具体地，涉及一种用于空间光通信的光路对准方法。

背景技术

进入21世纪以来，信息技术与互联网快速发展，人们需求网络拥有更大的带宽以及更快的速率。目前光纤通信是核心网的主要传输方式，但光纤通信在一些场景下应用受限，比如跨江跨海或者城市小区等不便于铺设光纤的情形。由此，自由空间光通信是近十几年发展的一种“点对点”新型通信方式，它拥有系统搭建灵活，安全性高等优点，是解决通信“最后一公里”的优质方案，目前在军事，卫星-地面通信，临时通信系统搭建等场景下应用广泛。自由空间光通信的最重要前提是光路的捕获对准，而由于通信距离远，大气湍流等因素影响，要求调节精度高，很难实现光路的对准。

目前，在卫星-地面自由空间光通信系统中实现光路捕获对准的主要方法是获取卫星轨道数据，并利用光学透镜组和CCD进行成像，然后进行校准，这种方法成本高、系统复杂、适用性较低，不适用于民用光端机系统。而民用自由空间光通信系统实现光路捕获对准的主要方法是利用望远镜进行粗对准，然后人工调节，效率低，实现难度大，稳定度低。

发明内容

本发明提供一种用于空间光通信的光路对准方法，用以解决现有用于空间光通信的光路对准方法中因在长距离对准中需要借助CCD成像技术而在短距离对准中需要人工调节而存在对准效率低的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于空间光通信的光路对准方法，包括：

分别调整待对准准直光路光斑和探测器探头端待扫描二维区域的位置，使得所述光斑投射在所述待扫描二维区域内；

控制所述探头扫描所述二维区域，并在扫描过程中实时同步探测当前扫描点的光功率值以及将该光功率值与光通信功率阈值对比，当该光功率值或者包括该光功率值的连续相邻多个光功率值大于光通信功率阈值时，停止扫描，实现光路对准，否则继续扫描，直至达到扫描终止条件。

本发明的有益效果是：本方法通过扫描方式实时获取扫描过程中各离散扫描点的光功率值，基于预设的光通信功率阈值，判断当前位置的光功率值是否达到功率阈值，若达到即可基于当前位置进行光路对准，这种方法仅采用扫描的单一手段，简单高效，且可靠性高，能够实现各种不同类型光源光路的快速捕获对准，极大提高了光路对准效率和稳定性，可适用于光源和探测端间距较为近的小尺寸光路对准场景，避免了现有光路对准方法需要CCD成像等带来的对准系统复杂、成本高、对准耗时等的问题，解决了自由空间光通信系统中光路对准难度大、效率低、速度慢等问题。

上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述光通信功率阈值为-20dBm+P_n，其中，P_n为预设误差值。

本发明的进一步有益效果是：为了消除光路抖动干扰或满足实际测量要求。

进一步，采用步进电机控制所述探头的运动以扫描所述二维区域。

本发明的进一步有益效果是：由于步进电机响应步数只取决于控制信号的数字脉冲个数，易于控制，且每一步的运动误差不会累积，运动精度高，因此采用步进电机可以简单、灵活、精确的控制探头的各扫描点位置。